Vahingot ja hoito alimman painetasolla oleville turbiinilevyille

1. Turbopilkkojen työympäristön ominaisuudet

Höyryturbiniensaartimien työympäristö on erittäin monimutkainen ja ankara. Tarkemmin ottaen ne voidaan jakaa kolmeen osioon: korkean, keskiluoman ja matalaluoman osioksi. Korkean ja keskiluoman osioiden saartiin verrattuna matalaluoman osion viimeisten saarten työolot matalaluoman lopussa ovat seuraavat: matalaluoman viimeisessä vaiheessa höyryn paine on ilmakehän paineen alapuolella, höyryn tilavuusvirtaus kasvaa huomattavasti ja virtaus on monimutkainen; matalaluoman viimeisessä vaiheessa höyry sisältää suuren kosteutepitoisuuden, ja höyryssä olevat vesiputoimet vaikuttavat merkittävästi saarteihin; muuttuvissa toimintatiloissa höyryturbiniin vaikuttaessa matalaluoman viimeisen saaren työtila muuttuu eniten, mikä vaikuttaa vakavasti sen vahvuuteen ja vibrointiin; matalaluoman viimeinen saari on pidempi kuin muut saaret, ja vahvuustilanteet ovat tiukempia.

Nämä ominaisuudet vaativat, että alamaineen viimeisen säätölehtien suunnitteluun on kiinnitettävä huomiota laajemmin ja huolellisemmin alamaineparvekkeiden suunnitteluvaiheessa ja valmistusprosessissa. Yleensä ottaen alamaineen viimeisten säätölehtien suunnittelu edellyttää kehittyneempiä analyysiohjelmia, enemmän laskentaa ja monimutaisempia rakennemuotoja kuin muiden lehtien suunnittelu. Niiden valmistus on vaikeampaa, esimerkiksi sähköiskujen ja liekkipinnan käyttö lehtien vahvistamiseksi, termisen maalauksen, laserkitkelyn, paikallisen laserpintakylvön ja reunan upotuksen avulla jne. Huolimatta tästä tapahtuu viimeisten lehtien vauriointeja edelleen usein.

2 Viimeisten lehtien vauriointimuodot ja aiheutuneet alamaineen osalta

Viimeisen vaiheen sähkien vahingon aiheutuu monella tavalla ja niillä on erilaisia syitä alapaineosassa, joista tärkeimmät ovat: mekaanisen vahingon muodot ja syyt; ei-mekaanisen vahingon muodot ja syyt.

Mekaaninen vahinko ja sen syycz: Esimerkiksi vieraat kovat hiukkaset pääsevät turbiiniin ja vahingoittavat säkeitä, turbiinin kiinteät osat irtautuvat ja vahingoittavat säkeitä, rata ja silinder eivät ole hyvin tasattuina tai silinder muuttuu muotoaan, mikä aiheuttaa säkkejenvälisen höyrytakkuun kuormausta, ja säkkien ympäröivällä osuudella muodostuu käyrityksiä jne. Kuitenkin eniten vahinkoa aiheutuu syistä, jotka eivät liity lopullisten säkeiden suunnittelutekijöihin, mikä on mekaanista vahinkoa. Tätä tyypin vahinkoa voidaan käsitellä eri toimenpiteillä riippuen sen vakavuudesta ja vaikutuksista toimintaan.

Epämekaaninen vahinko ja sen aiheut: vahinko, joka johtuu sarvien korrosiolta huonon höyrylaadun takia; vahinko, joka johtuu vedestä aiheutetusta roskouksesta kosteassa höyryssä. Tässä artikkelissa keskitytään pääasiassa kahden epämekaanisen vahingon syiden ja alarunkosarvien korjausmenetelmien tarkastelu: korrosion aiheuttaman vahingon analyysi huonon höyrylaadun vuoksi ja sen käsittelemismenetelmät.

Syytutkimus: Alapaineisen turbiinin lehdet tehdään yleensä kestokuumalaisesta rautasta. Tämä materiaali on korrosioon hyvin vastustava, koska sen pinnalla muodostuu tiheä ja vakaa oksidi-suojakerroksena. Kuitenkin, jos höyry sisältää hiilidioksidia, sulforidia, erityisesti kloridioniita, lehden pinnalla oleva suojakerros korrodeeraa ja kehittyy nopeasti syvemmälle, mikä aiheuttaa lehden korrosion ja heikentää merkittävästi lehden vahvuutta. Otetaan esimerkiksi 2Cr13-kestokuumalainen rauta; sen kaarevaessa väsymisvahvuus huoneenlämpötilassa ilmaessa on 390 N/mm2 (ei reikiä koettelemattomassa näytteessä, stressisykleiden määrä n=5x107, sama alla myös), ja sen kaarevaessa väsymisvahvuus puhtaassa kondensaattorivesissä on edelleen 275–315 N/mm2. Kuitenkin NaCl-sisältävässä oksidi-ratkaisussa, jossa NaCl-määrä on >1%, kaarevaessa väsymisvahvuus laskee dramatiikasti 115–135 N/mm2. Vähentyneen väsymisvahvuuden seurauksena on lyhyempi käyttöelämä. Lopputehoja tarkasteltaessa havaittiin, että alapaineisten lopputehojen korrosio tapahtui useimmiten kunkaveistuksen alueella, ja paikallinen korrosio esiintyi usein lehden pintaa skaalakerroksen alta, mikä laajeni ja muodosti hartaat. Jatkuvan toiminnan seurauksena lehdet saattavat murtua korrosio-väsymisen vuoksi. Murtuneiden lehdistä tehdyn tietovarusteellisen tutkimuksen perusteella havaittiin, että murtumien särkyä sisälsi klorideja.